基于DCGAN的加密端到端通信系统设计

作     者：安永丽 李宗瑞 李娜 纪占林 AN Yongli;LI Zongrui;LI Na;JI Zhanlin

作者机构：华北理工大学人工智能学院河北唐山063210 河北省工业智能感知重点实验室河北唐山063000 唐山学院人工智能学院河北唐山063000 

出 版 物：《南京邮电大学学报（自然科学版）》 (Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications：Natural Science Edition)

年 卷 期：2024年第44卷第4期

页      面：44-53页

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 

基　　金：国家科技部重点研发专项(2017YFE0135700) 河北省高层次人才工程项目(A201903011) 河北省自然科学基金(F2018209358)资助项目 

主　　题：端到端通信系统 生成对抗网络 自编码器 物理层安全 

摘      要：针对基于端到端学习的无线通信系统中存在的安全传输问题,提出了一种基于深度卷积生成对抗网络(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks,DCGAN)的加密端到端通信系统。该系统由DCGAN与基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的自编码器(Autoencoder,AE)组成。通过调整网络结构及设计参数,获得了适用于不同类型信道的加密端到端通信系统。仿真结果表明,DCGAN可以对信息进行多种形式的加密处理。提出的系统可以实现任意长度输入比特的编码和解码,具有良好的泛化能力。系统获得了与传统数字调制系统相近的误码率(BER)性能。相较于基础的AE端到端通信系统,系统发射端的加密模块使非法窃听者更难窃听破译信号。